一种流化床固体酸烷基化反应与再生装置及应用方法_2

文档序号:9697975阅读:来源:国知局
催化剂加料口。
[0023] 优选地,所述的液固分离器为沉降分离器或旋液分离器。
[0024] 其中,所述的颗粒料引流管道的直径与所述上流式流化床反应器的直径比为 0. 2~5、优选0. 3~2、更优选0. 5~1。
[0025] 优选地,所述的液相再生器底部经颗粒流量调节器与上流式流化床反应器底部连 通,所述的颗粒流量调节器为L形或近似L形的颗粒流通管道,且所述的颗粒流量调节器上 还连通至少一路液相物料进料管线。
[0026] 优选地,所述深度再生器与上流式流化床反应器底部的连接管线上设置换热器, 所述换热器为直接接触换热器或间接接触换热器。
[0027] -种固体酸烷基化反应与再生方法,含有烯烃和烷烃的液相原料进入上流式流化 床反应器,与固体酸催化剂颗粒接触反应,并携带催化剂颗粒上升直到液固分离器;在液固 分离器中,液相产品从液相产品出口排出,液固分离器底部富集催化剂颗粒的浓浆料一部 分经颗粒料引流管返回上流式流化床反应器继续参与反应,另一部分送至深度再生器中, 利用再生介质对催化剂进行高温深度再生;再生后的催化剂颗粒经过配浆形成催化剂浆料 流入上流式流化床反应器参与反应。
[0028] 优选地,所述的液相原料在上流式流化床反应器下部的表观流速为0. 05~lm/s, 所述的液相原料中烯烃的质量空速为〇. 01~2h \所述的液相原料中烷烃与烯烃的摩尔比 为200~2000 :1,所述的催化剂颗粒的平均粒径为0. 1~5mm。
[0029] 优选地,所述的液想原料在上流式流化床反应器下部的表观流速为0. 08~0. 5m/ s,烯烃的质量空速为0. 05~0. 5h \所述的液相原料中烷烃与烯烃的摩尔比约为400 :1~ 1000 :1,所述的催化剂颗粒的平均粒径为0. 5~1mm。
[0030] 优选地,所述的上流式流化床反应器中的反应温度为30°C~150°C、更优选 40°C~120°C,更优选 50°C~100°C。
[0031] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法中,所述的固体酸催化剂含有 95wt%~65wt%分子筛和5wt%~35wt%的耐热无机氧化物,所述的分子筛选自FAU结构 沸石、BETA结构沸石和MFI结构沸石中的一种或几种,所述的无机耐热氧化物选自氧化铝 和/或氧化硅。
[0032] 优选地,所述的分子筛为FAU结构和/或BETA结构的分子筛,所述的无机耐热氧 化物为氧化铝。
[0033] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法,所述的深度再生器中的操作条件 为:再生温度为100~650°C、优选250~600°C;再生压力为0· 1~lOMPa、优选0· 3~3MPa。
[0034] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法中,所述的再生介质为氧气和氮气的 混合物或空气与氮气的混和物。
[0035] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法中,所述的再生介质在深度再生器中 的表观流速为0. 001~lm/s、优选0. 02~0. 5m/s。
[0036] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法中,优选地,所述的颗粒料导流管经 颗粒流量调节器与上流式流化床反应器底部连通,所述的颗粒流量调节器为L形或近似L 形的颗粒流通管道,且所述的颗粒流量调节器上还连通至少一路液相物料进料管线,液相 物料进料管线引入的液相原料相对于颗粒流量调节器管道的表观液体速度为〇. Olm/s~ 0· 5m/s、更优选 0· 05m/s ~0· 2m/s。
[0037] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生装置中,所述的上流式流化床反应器为烷 基化反应区。在上流式流化床反应器中,作为反应物的烯烃和异构烷烃可以都从底部进入 上流式流化床反应器内,也可以分为两段或多段在反应器底部进料管线之上的位置经多段 进料口进入上流式流化床反应器。进入上流式流化床反应器的反应物与来自固液分离器或 深度再生器的催化剂颗粒接触,发生烷基化反应,同时携带催化剂颗粒向上流动,在完成烷 基化反应后离开上流式流化床反应器,进入液固分离器。
[0038] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生装置中,所述的液固分离器为待再生的催 化剂颗粒与液体产品分离区。所述的液固分离器可以是沉降分离器,也可以是旋液分离器。 在液固分离器中,催化剂颗粒会被提浓并依靠重力通过颗粒料引流管返回上流式流化床反 应器中继续参与反应,或者送至深度再生器中进行催化剂颗粒的高温深度再生;液固分离 器顶部分离出的液相产品会通过产品出口送入下一单元进行进一步的处理。
[0039] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生装置中,反应物料与催化剂颗粒接触反应 容易引起催化剂的失活,必须将部分催化剂颗粒送去高温再生器中进行较高温度条件下的 深度再生。在颗粒料引流管上设置有失活催化剂物料排出接口和再生催化剂添加口,来进 行失活催化剂颗粒的排出与再生催化剂的添加。其中,失活催化剂物料排出口经管线和流 量阀与深度再生器连通,所述的深度再生器经管线和流量阀与再生催化剂添加口连通。
[0040] 所述的深度再生器上设置有失活催化剂物料引入、新鲜剂添加口、再生介质入口 和再生尾气出口。
[0041] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生装置中,为了维持整个催化剂体系的平衡 活性并维持整个流化操作的稳定连续性,需要使排出的待生催化剂与添加进入体系的经过 深度再生的再生催化剂维持相同的排出和添加速度。优选地,在深度再生器两端设置待生 催化剂接收器、再生催化剂接收器以及配套阀门,实现了失活催化剂的连续排出与再生剂 的连续添加。
[0042] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生装置中,在深度再生器中进行高温再生后 的催化剂需要与低温介质换热到反应温度后才能返回上流式反应器参与反应,所述的换热 器的冷却介质可以是冷凝水、待生催化剂浆料或待生催化剂颗粒料,优选冷却介质为待生 催化剂浆料或待生催化剂颗粒料。所述的换热器可以单独设置,也可以设在深度再生器中, 还可以是多级换热器的形式。
[0043] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法,含有烯烃和烷烃的液相原料进入上 流式流化床反应器,与固体酸催化剂颗粒接触反应,并携带催化剂颗粒上升直到液固分离 器;在液固分离器中,液体产品从产品出口排出,液固分离器底部富集催化剂颗粒的浓浆料 一部分经颗粒料引流管返回上流式流化床反应器继续参与反应,另一部分送至深度再生器 中,利用再生介质对催化剂进行高温深度再生;再生后的催化剂颗粒经过配浆形成催化剂 浆料流入上流式流化床反应器参与反应。
[0044] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法中,作为反应物的烯烃和异构烷烃可 以都从底部进入上流式流化床反应器内,也可以分为两段或多段在反应器底部进料管线 之上的位置经多段进料口进入上流式流化床反应器。进入上流式流化床反应器的液相原 料提供了催化剂颗粒流化的动力,其中液相原料在上流式流化床反应器内的表观流速为 0. 05~lm/s、优选0. 08~0. 5m/s。其中,烯烃的质量空速为0. 01~2h \优选0. 05~ 〇. 5h、液相原料中烷烃与烯烃的摩尔比为200~2000 :1、优选400~1000 :1。所述的催 化剂颗粒的平均粒径为0. 1~5_、优选0. 5~1_。在反应过程中,向上流动的液相原料 携带着催化剂颗粒快速进入上流式流化床反应器内,液相原料和催化剂颗粒组成的浆液向 上流动并发生烷基化反应,生成的烷基化油产物和未反应的液相原料与催化剂颗粒进入液 固分离器内。在液固分离器中,催化剂颗粒受重力沉降作用(当液固分离器为沉降分离器 时)或离心沉降作用(当液固分离器为悬液分离器时)而发生沉降并在固液分离器底部锥 形区内形成催化剂浓浆料,通过颗粒料导流管返回上流式流化床反应器继续参与反应或通 过流量阀引入深度再生器准备进行高温深度再生。经过高温深度再生后的催化剂经过配浆 后通过深度再生器与上流式流化床反应器之间的连接管线返回上流式流化床反应器继续 参与烷基化反应。
[0045] 本发明提供的固体酸烷基化反应与再生方法中,为了提高反应的选择性,需要维 持催化剂的平衡活性。这就需要对部分失活催化剂进行高温深度再生来恢复其活性。通过 流量调节阀将部分失活的催化剂颗粒从固液分离器送至深度再生器中,需要先将含烃的催 化剂颗粒浆料进行脱烃处理,通常经减压至烃类挥发或采用热氮气吹扫等措施进行脱烃处 理。在深度再生器中,利用再生介质对催化剂颗粒进行高温深度再生,再生温度为100~ 650
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